Устройство синхронизации триггера-защелки

Союз Советских Социалистических Республикавт. свидетельствависи мо Кл. 21 ат, 3 влено 05.7,1969 ( 1327292/18-24рисоединением заявкиПриоритет ПК Н 031 с 17/О Комитет по делам зобретений и открытий при Совете Министров СССРК 681,326,35(088.8 970. Бюллетень2 бликован ата опубликования описания 18,1.1971 Авторизобретения. А. Солов аявите РИ Г ГЕРА-ЗАЩЕЛ 15 СТРОЙСТВО СИ НХРОНИЗА Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и, в частности, к устройствам синхронизации управления запоминающими элементами (триггерами) цифровых автоматов, выполненными па потенциальных элементах И и ИЛИ с управляемыми положительными обратными связями, которые известны также как триггеры-защелки.Цель изобретения - увеличить быстродействие цифровых автоматов, построенных на уни версальных потенциальных элементах и содержащих комбинационные схемы и схемы запоминающих элементов на триггерах-защелках.Достигается это тем, что предлагаемое устройство синхронизации триггера-защелки на потенциальных элементах с управляемой положительной обратной связью содержит шины синхронизации пересекающихся во времени синхронизирующих импульсов переключения триггера-защелки в нуль и в единицу, схемы 20 НЕ и И выделения длительности пересечения синхроиизирующих импульсов опросов триггера-защелки и синхронизирующих импульсов переключения его в нуль или в едини. цу, причем шины (К - Кг)-го и (К+1)-го син хронизирующих импульсов соединены с синхронизирующими входами схем И переключения триггера-защелки в нуль, шины (К - й+ 1)-го и (К+А+ 1)-го синхронизирующих импульсов соединены с синхронизирующими 30 входами схем И переключения триггера-защелки в единицу, шины (К+1)-го и (К+ Кз-+ +- 1) -го синхронизирующих импульсов через схемы НЕ подключены к первым входам схем И выделения длительности пересечения соответственно К-го с (К+ 1)-ым и (К+ + Й) -го с (К + Кс + 1) -ым синхронизирующих импульсов, вторые входы которых связаны с шинами К-го и (К+А)-го синхронизирующих импульсов, выход схемы И выделения пересечения К-го и (К + 1) -го синхропизирующих импульсов подключен к синхронизирующему входу выходной схемы И опроса нулевого выхода триггера-защелки, а выход схемы И выделения пересечения (К + Й) -го и (К + Кг + +1) -го синхронизирующих импульсов подключен к синхронизирующему входу выходной схемы И опроса единичного выхода триггера защелкни.На фиг. 1 представлена блок-схема цифрового автомата; на фиг. 2 - временная диаграмма работы основных цепей для случая расширения сигналов при прохождении последовательно включенных каскадов.Цифровой автомат состоит из запоминающей части 1 и комбинационной части 2 (предлагаемое устройство синхронизации) и содержит триггер-защелку 3 на схемах 4 - б И, 6 ИЛИ и 7 НЕ, схемы 8 - 9 И, 10 ИЛ 1 Л и 11 НЕ перекгпочения триггера-защелки в нуль,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 схемы 12 - 13 И и 14 ИЛИ переключения триггера-защелки в единицу, выходные схемы 1 б - 1 б И, схемы 17 и 18 НЕ выделения дли;Фтельности пересечения 1-го и (г + 1)-го синхронцзирующих импульсов, схемы 19 И и 20 НЕ выделения длительности пересечения (+А)-го и (г+ 1+1)-го синхронизирующих импульсов, шины 21 - 2 б синхронизации пересекающихся во времени синхронизирующих импульсов, информационные входы 27.Сигналы на фиг. 2 обозначены номерами соответствующих шин 21 - 2 б и промежуточных точек 28 - 3 б на фиг. 1.Синхронизирующий импульс ( - 1 г + 1) -й (шина 22) следует с пересечением по длительности за (г - г) -ым (шина 21), ( -+ 1) -й (шина 24) - с пересечением по длительности за -ым (шина 23), а (г+1 г + 1)-й синхронизирующий импульс (шина 2 б) следует с пересечением по длительности за (К - ;-1 г)-ым синхронизирующим импульсом (шина 25).Известные устройства синхронизации управления триггером содержат обычно в комбинационной части схемы 8 - 9 И, 12 - 13 И, 10 ИЛИ, 14 ИЛИ, 11 НЕ, а также выходные схемы 15 - 1 б И, работающие от непересекающихся во времени синхронизирующих импульсов.Любой цифровой автомат содержит две части; комбинационную и запоминающую. Комбинационная часть включает в себя конечное множество предлагаемых устройств синхронизации. Связи между любыми триггерами-защелками запоминающей части цифрового автомата всегда осуществляются через соответствующие элементы его комбинационной части.При построении реального цифрового автомата большое влияние на быстродействие оказывает каскадность логических цепей комбинационной части автомата, При расчете быстродействия необходимо учитывать также каскадность цепей, вырабатывающих синхронизирующие импульсы перед подачей их на шины синхронизации. При максимальном числе к каскадов цепей от датчика синхронизирующих импульсов (датчика СИ) до шин синхронизации и максимальном числе Й 3 каскадов цепей известных устройств синхронизации и предлагаемого устройства быстродействие цифрового автомата с известными устройствами синхронизации будет определяться числом 1 г 3 каскадов, равным сумме г+13. Это происходит в связи со следующим обстоятельством.Универсальные потенциальные элементы не могут формировать длительности сигналов, проходящих через них. Поэтому при построении реальных логических цепей цифровых автоматов на таких элементах (в базисах И - НЕ, И - ИЛИ - НЕ и других) с использованием известных устройств синхронизации управления триггерами-защелками период Тси следования синхронизирующих импульсов (длительность микротакта) определяется с учетом как возможного сужения, так и воз можного их расширения при прохождении цепи из последовательно включенных каскадов,Тси т си иин + 3т 1 + 1 г 3т 2 (1) т сит си иин + 3т 1,(2) где т, - длительность СИ, поступающих непосредственно с датчика СИ. где Т,и - период следования синхронизирующих импульсов при использовании известных устройств синхронизации управлешгя триггером-защелкой (длительность микротакта);-, - минимальная допустимая длительность сигналов переключения, поступающих непосредственно на тритер-защелку, и определяемая максимальным временем его переключения;lг 3 - максимальное число последовательно включенных каскадов в цепях синхронизирующпх импульсовв до и после шпн синхронизации (исключая трпггерзащелку), сужающих или расширяющих импульсы;Лт 1, Лт 3 - соответственно среднее сужение и расширение длительности синхронизирующих импульсов при прохождении одного каскада цепи с учетом наихудших допустимых условий работы потенциальных элементов в том или ином цифровом автомате (изменение температуры, питающих напряжений, нагрузки).ВЕЛИЧИНЫ Лт 1, Лт 2 И т сиин ЯВЛЯЮТСЯ ХараК теристиками потенциальных систем элементов и указываются в инструкциях по применению этих элементов.Быстродействие цифрового автомата с применением предлагаемого устройства синхронизации с пересекающимися во Времени синхронизирующими импульсами определяется только максимальным числом 1 ги каскадов его цепей (Й 3 с.,1 г 3). Это происходит от того, что расширение синхронизирующих импульсов при прохождении последовательно включенных каскадов в данном случае можно не учитывать, так как в устройстве имеются специальные схемы И и НЕ выделения длительности пересечения двух соседних синхронизирующих импульсов - опрашивающего триггер- защелку и переключающего его.Работа предлагаемого устройства синхронизации управления триггером-защелкой характеризуется следующими временными условиями:Длительность синхронизирующих импульсов определяется только с учетом их возможного сужения в логических цепях, включая цепи до и после шин синхронизации, 281541Сдвиг Лт передних фронтов двух соседних пересекающихся во времени синхронизирующих импульсов, поступающих непосредственно с датчика синхронизирующих импульсов (длительность микротакта), должен быть равент = тсимин2 тогде Й - максимальное число последовательновключенных каскадов в предлагаемом устройстве синхронизации.Уменьшение длительности микротакта за счет применения предлагаемого устройства синхронизации оценивается зависимостью(4)т, - л-. (, ,).л., + ,л-.,си .си миц + й:, (Ь+ Ьт)где Т, - период следования СИ (длительность микротакта) при использовании известных устройств синхронизации управления триггером-защелкой;Лт - длительность микротакта при применении предлагаемого устройства синхронизации,Предмет изобретенияУстройство синхронизации триггера-защелки, выполненного на потенциальных элементах с управляемой положительной обратной связью, отликаощееся тем, что, с целью повышения быстродействия цифровых автоматов, содержащих триггеры-защелки и комбинационные схемы, оно содержит шины пересекающихся во времени синхронизирующпх пм пульсов переключения триггера-защелки внуль и в единицу, схемы НЕ и И выделения длительности пересечения синхронизирующих импульсов опросов триггера-защелки и переключения его в нуль или в единицу, при чем шины (1 - Уг)-го и ( + 1)-го синхронизирующих импульсов соединены с спнхронпзирующпми входами схем И переключения триггера-защелки в нуль, шины (1 - й + 1)-го и (с + 7 г + 1) -го синхронизирующих импульсов 15 соединены с синхронпзирующими входамисхем И переключения триггера-защелки в единицу, шины (с + 1) -го и (1+ Уг+ 1) -го синхроппзирующих импульсов через схемы НЕ подключены к первым входам схем И 20 выделения длительности пересечения 1-го с(+7 г) -ым и (1+1) -го с (+/г+1) -ым синхронпзирующих импульсов, вторые входы которых связаны с шинами 1-го и (1+1)-го синхропизирующих импульсов, выход схемы И 25 выделения пересечения -го и (с + 1) -го синхронизирующих импульсов подключен к синхронизирующему входу выходной схемы И опроса нулевого выхода триггера-защелки, а выход схемы И выделения пересечения (с -1- 30 + Й) -ГО и (с + Й + 1) -Го синхропизирующихимпульсов подключен к синхронизпрующему входу выходной схемы И опроса едпшичного выхода триггера-защелки.281541 ртп.ьлпш ставитсдь В юженич едактор И. Е. Уряшзон Корректор Г. С, Мухи Сапунова,Типографи Заказ 38802ЦПИИПИ Комитета по дедам пзМосква,Тп ра ж 480етеиий и открытий при Совете 35, Раушская паб., д. 4/5 Подписное ипистров СССР